高墩大跨径连续刚构桥施工控制分析

桥梁高墩施工的关键技术及控制探讨

在桥梁工程施工中，由于工程自身特性，施工难度较大，施工涉及内容较广，很容易受到客觀因素影响，对桥梁工程的稳定性和牢固性产生深远的影响。因此，桥梁工程建设中，为了有效确保工程的稳定性和施工安全，采用桥梁高墩施工技术，可以有效满足这一需求，提升桥梁工程整体稳定性。由此看来，加强桥梁高墩施工技术研究十分关键，有助于为后续工作开展打下坚实的基础。因此在本文中我们以桥墩工程实际案例为例对桥梁高墩施工的关键技术及控制进行了详细的分析与探讨。

标签：桥梁高墩施工；关键技术；控制措施

引言：

高速公路中桥梁高墩施工技术关系到高速公路的整体质量，而这项技术解决不好会严重影响到高速公路的使用寿命和人们的行车安全，文章深入研究了高速公路桥梁高墩在前期的准备工作，并且能够在一定程度上剖析施工中桥梁高墩施工技术问题，希望能够为我国的道路桥梁工作带来帮助。

1、桥梁高墩施工的特点

1.1组织协作工作复杂

在当前技术条件下因为其桥梁高墩施工涉及到很多因素，例如其中就包含有土木工程学、力学工程学、工程力学，此外还涉及到给排水工程学、工程地质学等内容，就使得组织协调工作非常复杂，而在各个工种里面因为施工工序的不同，必须要求协调人员能够根据桥梁高墩施工的特点和实际情况来协调工作。

1.2施工独特

必须要根据国家制定的桥梁高墩施工规定以及根据施工场地的实际地质情况、环境因素来指导高墩施工，并且要能够根据具体问题具体分析，不可一概而论，从地理条件、材料特征、技术规格等方面来考虑，桥梁高墩施工有其自身的独特性。

1.3施工周期长

和其他工程相比桥梁高墩施工具有施工周期长的特点，因为从模板受力性能角度来分析，桥梁高墩在实际建设的过程中每一次进行混凝土浇筑的高度都大于3m，而高墩施工次数基本上都不少于10次，尤其是最高墩有时需要施工次数30多次，这些因素都使得桥梁高墩施工的周期非常长。

1.4模板和机械设备的投入大

浅析大跨径连续刚构桥梁施工质量控制

[摘要]

连续刚构桥作为现阶段我国桥梁建设的主要桥梁形式，它具有梁体连续和墩梁固结的结构特点，而且主要是利用高墩的柔度来适应各种材料及外界环境变化所产生的位移。连续刚构桥是主梁与墩台相互连接的桥梁，在施工的过程中是很复杂的，而且相关的技术要求高，对于监理人员的要求也是很高的。本文主要以某大跨径连续刚构桥的监理工作为例，重点介绍和讨论了大跨径连续钢构桥的施工监理质量控制的相关要点，以及在桥梁监理方面应该注意的问题，目的为了提高大跨径连续刚构桥施工的质量，确保工程质量安全。

[关键词]大跨径连续刚构桥施工监理质量控制 工程验收

中图分类号：o213.1文献标识码： a 文章编号：

引言

大跨径连续刚构桥是现今我国一种主要的桥梁建设结构，这种桥梁无论是在施工的难度，还是在相关的技术要求方面都会比其他的桥梁建设的难度要高。随着科学技术的发展，我国桥梁建设也逐渐走向成熟。基于连续刚构桥的特点，在很多桥梁建设时都会考虑连续刚构桥的结构。

一、相关工程概况

某跨河大桥的主桥采用的是大跨径连续刚构桥的结构，主要的跨径为62m+80m*2+62m,总的桥面宽度为20m。桥的主梁采用的是单

箱单室形截面，应用的是横、纵、竖三向预应力混泥土结构。箱梁顶板宽20m，底板宽10m，腹板厚度为0. 5m，采用挂篮悬臂对称浇筑施工，边跨靠交界墩长8m段，主要采用的是满堂式支架现浇的方法。箱梁支点根部梁高5.5m，跨中梁高2.5m。0#块梁长5m，主桥分11个节段，梁长分为3.5m、4m、4.5m，中、边跨合拢段梁长2.5m，边跨现浇面长6.9m。由于0#块不是特别的长，在考虑挂篮安装长度和0#块顶板就没有设置纵向预应力钢筋，而是采用0#块、1#块搭钢管平台一起浇筑方法，2#块采用悬臂挂篮施工方法。合拢方案为先合拢边跨再合拢次中跨。大桥的下部构造及基础：主跨墩采用双柱实体墩，双排钻孔灌注桩承台基础，墩梁固结。其他墩采用双柱式墩，钻孔灌注桩基础。墩采用c40 混凝土，承台及灌注桩基础为c30 混凝土。施工时水深约8m～10m。

第１３卷　２０１３盆　第１１期　１１月　中　国水运　Ｃｈ　ｉ　Ｒａ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ＶｏＩ．１３　Ｎｏ．１１　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ　２０１　３　铁路高墩大跨连续刚构桥施工预拱度控制研究　陈顺林　（河北省高速公路沿海管理处，河北秦皇岛０６６０００　摘要：铁路高墩大跨连续刚构桥一般都是用挂篮悬臂浇筑方法施工，在施工过程中许多条件都会对其产生影响，　为保证结构的安全性和桥梁正常合拢及成桥之后的线形、应力符合设计要求，就应该对施工过程中的变形、应力进　行有效的控制。文中以某一铁路高墩大跨连续刚构桥施工监控项目为实例，采用ＭＩＤＡＳ软件建立了该桥的有限元　模型，分析了该桥施工过程中的标高和应力变化，并得出了该桥施工预拱度值，可为该桥的施工监控和同类型桥梁　的设计工作提供参考。　关键词：连续刚构桥；施工过程；预拱度；施工监控　中图分类号：Ｕ４４５．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—７９７３（２０１３）１１＿０２９７一Ｏ２　随着我国高速铁路的蓬勃发展，越来越多的高墩大跨径　连续刚构桥出现在高铁线路中，但是有一部分连续刚构桥随　着运营时间的增加都出现了或多或少的下挠，为了消除这种　下挠的现象就需要在施工过程中设置合理的预拱度，只有这　样才能使桥梁在长期的运营时间里依然处于期望的标高线形　位置。　本文以某一铁路高墩大跨连续刚构桥施工阶段控制为　例，利用大型空间有限元计算软件ＭＩＤＡＳ／Ｃｉｖｉｌ对其施工过　程进行了模拟，通过计算分析的预拱度值对预拱度进行了研　究，并且提出了与连续刚构桥的设计、施工和监控有关的一　些建议。　一、工程概况　该铁路桥主桥结构为（５６＋２　ｘ　１０４＋５６）ｍ预应力混凝　土连续刚构，梁全长为３２　１．５ｍ，梁体为单箱单室、变高度、　变截面结构。箱梁顶宽１２．１ｍ，箱梁底宽６．８ｍ。顶板厚度　４０ｃｍ，隔墙处加厚，按折线变化，底板厚度４０￣１　１３．２ｃｍ，　按直线变化，腹板厚６０￣８０ｃｍ、８０￣ｌＯＯｃｍ，隔墙处加厚，　按折线变化。　该桥８、９、１０＃桥墩墩高分别为５２．５ｍ、６２ｍ、６０ｍ，　主墩墩身采用四角为圆形的矩形空心墩；在桥墩底部均设置　５ｍ高的实体段。８、９、１０＃墩墩身顺桥向宽度分别为８ｍ、　９ｍ、８ｍ，均采用１：Ｏ直坡，墩顶纵向壁厚均为１．Ｏｍ。　二、连续刚构桥施工预拱度研究　为了消除桥梁悬臂施工引起的静定结构的短期弹性挠度　和长期徐变挠度需要设置合理的预拱度，这样才能保证合龙　施工的顺利进行，并且使成桥后及运营阶段能够满足设计要　求。连续刚构桥的预拱度也被称作制作预拱度，它又包含施　工预拱度和成桥预拱度。　一般由以下公式确定箱梁悬浇段现场施工的立模标高：　耳＝　＋　＋，挂＋‘＋（一，预）　式中：　是预浇筑梁段底板前端点处挂篮底模板标高　（张拉后）；Ｈｏ是梁段在挂篮底模板的设计标高；　是本施工　节段及后面浇筑的各段对该节段的影响值；，＃是施工挂篮的　收稿日期：２０１３—０７—０６　作者简介：陈顺林，河北省高速公路沿海管理处。　弹性变形对该节段的影响值；‘是由温度、徐变、收缩、结　构体系转换、二期恒载、活载等影响值；，预是当前施工段预　应力张拉对该节段的影响值。　三、仿真模型及施工阶段分析　运用Ｍｉｄａｓ／Ｃｉｖｉｌ软件对该铁路桥进行有限元建模时的　一些基本参数为：　（１）该铁路桥墩身和主梁均采用Ｍｉｄａｓ／Ｃｉｖｉｌ中的梁　单元进行模拟。结构有限元模型将桥梁离散为２０６个节点，　１７４个单元，其中主梁被化分为１２８个单元，有限元模型如　图１所示。　图１全桥有限元模型　（２）建模时主梁截面的偏心点选在中上部，　桥墩墩底　约束采用固结模拟，主墩节点与主梁节点采用刚性连接进行　模拟；边跨满堂支架浇筑的施工段，采用只受压弹性连接模　拟模拟支架支撑作用，采用固结约束模拟支架底部。　（３）挂篮荷载按照设计单位提供的８５ｔ进行计算，二　期恒载按照梁单元均部荷载进行加载，预应力荷载通过定义　钢束特性值、钢束形状、及钢束预应力等参数，由程序自动　生成；其他荷载按照设计图纸中的数据进行等效简化使用。　（４）对混凝土收缩徐变影响的模拟，采用可考虑时间依　存性的材料特性，按照规范定义的计算模式进行运用；将混　凝土看作同一弹性模量，每个施工阶段中龄期相同。　（５）连续刚构桥的施工阶段可分为：主墩施工、主梁施　工、边跨现浇段施工、中跨合龙段施工、边跨合龙段施工、　桥面铺装施工等阶段，其中主梁每节段施工又包含以下几个　步骤：浇筑梁体、混凝土养生、张拉钢束、移动挂篮。　四、预拱度的控制及分析　高墩大跨连续刚构桥在悬臂浇筑过程中，浇注梁段自重、

工程科技　・２１５・　桥梁施工中大跨径连续刚构线性控制技术　王清方　（中铁四局集团第二工程有限公司，江苏苏州２１５１３１）　摘要：近些年来，国家在交通事业上出了不少的力，特别是在桥梁工程上，高墩大跨径连续刚构作为一种大跨度桥型广泛应用在山　区以及水电站等地。本文围绕大跨径连续刚构桥而展开，分析在施工过程中的许多不确定因素，用以研究并分析桥梁施工中大跨径连续　刚构线性控制技术。　关键词：高墩；大跨径；连续性；刚构；控制技术　在桥梁的发展史匕，高墩大跨径连续刚构桥是—重大的的创举，这种　桥型牢固，且因为主梁具有Ｔ性冈帏　受力以及连续性桥梁的特点，所能承　载的力量更大，从而改善了桥梁行车的性能以及跨越的能力。而且，这种　连续的刚构桥外形均称，形式间接，特别是它的适应能力更强，在现在的　桥梁建造Ｅ受到了热烈的欢迎。这种桥的梁体连续　墚　省：结实、牢固的　特　，以及它的双薄壁桥墩，顺桥向和横向抗弯度和抗扭度都特别的大，　不用向其它的桥梁那样设计，在主题设计伸缩缝，也—样使行车平稳。主　梁匕支点处负弯距大能减少跨中正弯矩剧眵矫向抗弯刚度和横桥向抗扭　度大，从而减少跨中梁高尺寸，　连续刚构桥的主要特点有：　（１　肄固结实，有多个主墩目具有一定的柔度。　无需谢十ｆ申缩缝，不用设计支座，没有了养护和更换的工作，节省　了—大笔费用。　方面：上部连续梁的结构特　，加上那个计人桥墩受力和混　泥土的收缩徐变没在加上温度变化引起的弹塑ｆ生变化，使得桥墩更具柔　度，减少了对其所受的弯矩，但即使是这样依然不改变桥梁结合处的刚架　受力的｝　．质。　良好的抗震性能。如果在未预料的『青况下出现了地震，那么这　样的桥梁可使得水平地震力往各个墩匕分布，而不用向连续喜醐Ｉｊｊ羊设置　各个制动墩来承受或者是用专用抗震支座，节省了一笔昂贵的费用。　连续刚构桥为多次超静定结构，混凝土的徐变伸缩以及内外温度　场的变化，预应力的作用，墩台不匀称等都会造成内力和位移发生变化，　为了减少这种变化所产生的弯矩，连续刚构桥采用水平抗推刚度较小，空　心高墩或者是双薄壁墩的墩形。　２关于桥梁施工控制中的主要影响因素　中，有许多已知的和未知的因素对桥　梁在施工的过程中产生—定的影响，为了确保主梁拢合后的状态（主要是　指线ｌ生和受力）与设计相吻合，这就需要我们提前了解施工控制中主要的　影响因素，以确保桥梁的正常施工，正常完工。大跨径连续刚构桥梁在施　工过　翌中的主要影响因素有；　２１首先是来自结构的参数　我们知道在　十桥梁结构时，为确保桥梁能正常施工，所以结构参数　的准确性是非常重要的，因为它会直接影响到分析的结果。事实也证明施　工桥梁结构的参数与设计所采用的结构参数在实际桥梁杠的过程中是　很难费盆吻合的，或多或少都存在着＿定的误差。需要解决的问题是结构　参数尽量接近桥梁的真实结构参数，—般通过在工地匕的实验取得数据，　、结构材料的弹｛生模量、　料的容重以及施　工的负荷承载、材料的热胀冷缩系数、结构构件截面的尺寸等。　２２施工监测　在施工的过程中应尽量减少监控中的误差，这些误差通常是因为测　量的仪器、仪器的安装以及测量、数据的采集等产生的不可避免的因素。　２３温度的变化　温度对桥梁的影响主要有两种，即　响，但是由于外界温度变化可能会对主梁在施工过程中产生温度变ｌ生，况　且温度的变化是复杂的也是具有未知性的，想在施工的过程中加以控制，　是不现实的。所以在实际的监控过程中，就需要针对结构变形受各施工阶　段温度的变化的影响，进行敏感陛的分析，从而得到结构变『生与温度变化　的关系曲线，不断的矫正模型参数。　Ｚ４施工工艺及管理　在桥　沲工的过程中，施工工艺因着不同的施工单位所存在的差异　是很大的，并目施工工艺和管理也能直接影响到控制目标的实现，施工控　制中也　这些因素考虑进去，考虑施工条件非理想化所带来的构件　制作、安装等方面的误差并按照施工组织计划进行实施。　３桥梁施工中大跨径的主要控制技术　桥梁施工中大跨径连续刚构桥梁，以某河特大桥为例，进行分析主要　的控制技术。　３．１大体积承台混凝土冬季施工技术　主墩承台体积较大，８＃、９｝｝墩承台体积为８５　Ｉｍ，，设计要求一次『生浇　筑完成，而目承台不得产生裂缝。对于大体积混凝土施工阶段来讲，裂缝　是由于？黜温度变形而引起的。而在冬弱羞彳亍施工时，由于外界气温的　下降，｝鼢内外温差有可能加大。由于混凝土温度变化产生的变形受到　混凝土内部和外部的约束影响，产生较大拉应力，是导致混凝土产生裂缝　的主要原因。　为确保混凝土浇注过程中不出现裂缝，必须采取可靠措施：一是从原　材料着手，通过优化混凝土的配合比，采用低水化热的水泥和掺人一定量　的粉煤灰，降低混凝土产生的水化热；二是通过在承台｝　结构内部埋　设冷却水管和测温点，通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，减小内表　温差，控制混凝土内外温差小于２５℃，通过测温　测量，掌握内部各测点　温度变化，以便及时调整冷却水的流量，精确控制温差；三是因在冬季施　工，项目所在地区气温较低，极端最低气温一２１４℃，且早晚温差较大，因　此，必须加强｝昆凝土外部的保温措施，确保混凝土的内外温差小于２５℃，　并防止＝｝昆凝土因外部温度过低引起表面被冻裂，四是控制混凝土的人模　温度在５℃左右，以降俯　琵土本身的水化绝对热。　３２超高墩外翻内爬模设计及垂直度及防裂施工控制　由于高墩施工中的垂直度控制及混凝土外观质量的高要求，因此，在　设计漠板盹ｃｆ须考　板的整体刚度，在侈　外侧加设忏亍架，结合桁架并　在夕卜　汐Ｈ贝０沿模板四周设置操作平台，并在各层模板间布置上下人梯，便　于工人上下检查及施工需要。内外模板间采用拉筋加固，确保施工质量。　施工时，一个循环浇筑混凝土６ｍ，正常３天—个循环，每墩日进尺可达　２ｍ，做到快速流水作业施江效率明显提高，从工艺上实现了整个墩身零施　工缝。　通过在某河特大桥四个主墩的工程实践，总结出了一整套适合于超　高墩陕速、高效、优质施工的外翻内爬模板施工技术，对于薄壁空心高墩　的垂直度　则、控制以及混凝土的养护、防裂都做了有益的探索。　３３超高墩大跨预应力刚筋混凝土曲线连续刚构线型控制施工技术　线型控制分为竖向挠度线型控制和轴向线型控制两个部分，对于一　般的连续刚构桥梁而言，线型控制主要为竖向挠度控制，但由于本项目特　殊Ｉ生，挠度圾轴向的线型控制均较为重要。　结束语　依照目前的形式以及我国交通方面的现状可知，大跨度连续刚构桥　梁在几大主要的城市表现的尤为突出，比如我国一线城市的高架桥，连接　大江大河两边的交流的跨河大桥等。随着我国科学事业的不断进步，交通　事业的不断繁　，人们交流的频繁度，以及线路指标的不断提高，特别是　在东部地区人满为患的前提下，尤其注重中西部地区的发展。而中西部地　区特有的地势、地貌也决定了必将修建　量的高墩大跨连续刚构桥梁。某　，研究开发的“超高墩大跨预应力混凝土曲线连　续刚构桥梁综合施工技术”取得成功，有力地指导了工程实践，保证了工　程质量。初步探索出了超高墩大跨预应力混凝土曲线连续刚构施工技术　及施工组织管理模式，为今后同类桥梁的ｌ殳计与施工积累了大量的经验。　施工中做到了百米高墩高空作业无伤亡事故。该技术成果所产生的综合　效益是巨大的，推广应用的前景十分广阔。